8115

Программная среда разработки ЭС CLIPS: Назначение и основные возможности. Базовые типы данных и представление фактов

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Программная среда разработки ЭС CLIPS: Назначение и основные возможности. Базовые типы данных и представление фактов. (Конспект) Общая характеристика среды CLIPS Среда CLIPS (CLanguage Integrated Production System) предназначена...

Русский

2013-02-04

47.5 KB

37 чел.

Программная среда разработки ЭС CLIPS: Назначение и основные возможности. Базовые типы данных и представление фактов.

(Конспект)

Общая характеристика среды CLIPS

Среда CLIPS (C Language Integrated Production System) предназначена для построения ЭС и поддерживает три основных способа представления знаний:

  •  продукционные правила для представления эвристических знаний;
  •  функции для представления процедурных знаний;
  •  объектно-ориентированное программирование.

Поддерживаются 6 основных черт ООП: классы, обработчики сообщений, абстракции, инкапсуляция, наследование и полиморфизм. Правила могут сопоставляться с объектами и фактами. Приложения могут разрабатываться с использованием только правил, только объектов или их комбинации. Предусмотрена интеграция с другими средствами: CLIPS может вызываться из процедурных языков, выполнять свои функции и затем возвращать управление вызвавшей программе. С другой стороны, процедурный код может быть определен как внешняя функция и вызван из CLIPS.

Первоначально CLIPS поддерживал возможность для представления только правил и фактов. Начиная с версии 6.0, правила могут сопоставляться с объектами, так же как с фактами. Более того, объекты могут использоваться без правил путем посылки сообщений и в этом случае отпадает необходимость в машине вывода, если используются только объекты.

Базовые типы данных и представление фактов в системе CLIPS

В CLIPS поддерживаются восемь базовых типов данных: целые (integer) и вещественные (float) числа, символьные (symbol) и строковые (string) данные, внешний адрес (external-address), адрес факта (fact-address), имя экземпляра (instance-name) и адрес экземпляра (instance-address).

Целые числа состоят из знака (необязательного для положительных чисел) и последовательности десятичных цифр. Например: 27; +125; -38.

Вещественные числа содержат мантиссу (в которой дробная часть отделяется точкой) и необязательный порядок, состоящий из символа "e" и целого числа. Например: 12.0; -1.59; 237e3; -32.3e-7.

Символьное значение задается продолжающейся до ограничителя последовательностью отображаемых ASCII-символов. Ограничителями являются: любой неотображаемый ASCII-символ (пробел, табуляция, возврат каретки, перевод строки), кавычка, открывающая и закрывающая скобки, амперсанд (&), вертикальная черта (), знак «меньше» (<) и тильда (~). Точка с запятой (;) также является ограничителем и используется для указания на начало комментария. Ограничители не включаются в символьное значение, за исключением символа "<", стоящего в начале значения. Символьное значение не может начинаться с символа "?" или пары символов "$?", но может содержать их внутри себя. CLIPS различает символы нижнего и верхнего регистров, поэтому abc и ABC воспринимаются как два разных значения. Примеры символьных значений: bad_value; 456-93-039; @+=%.

Строковое значение – это заключенная в кавычки последовательность (в том числе пустая) отображаемых символов. Чтобы включить кавычки в строковое значение, перед ними необходимо поставить символ "\". Чтобы вставить в строковое значение символ "\", перед ним необходимо поместить еще один символ "\", т.е. записать два символа "\" подряд. Примеры строковых значений: "abc"; "a & b"; "a\"quote"; "fgs\\85".

Внешний адрес – адрес внешней структуры данных, возвращаемый интегрированной в CLIPS функцией (написанной на языках C или Ada). Этот тип данных создается только как результат вызова функции, его невозможно специфицировать вводом значения. Отображаемое представление внешнего адреса:

<Pointer-XXXXXX>,

где ХХХХХХ – внешний адрес.

Адрес факта используется для ссылки на факты. Факт представляет собой список атомарных значений, на которые можно ссылаться либо позиционно (в упорядоченных фактах), либо по имени (в неупорядоченных фактах). Отображаемый формат адреса факта:

<Fact-XXX>,

где ХХХ – индекс факта.

Имя экземпляра используется для ссылки на экземпляры классов. Экземпляр представляет собой объект, являющийся представителем некоторого класса. Объектами в CLIPS по определению являются целые и вещественные числа, символьные и строковые значения, многоместные значения, внешние адреса, адреса фактов или экземпляры определенных пользователем классов (создаваемых с помощью конструкции defclass). Имя экземпляра представляется заключенным в квадратные скобки символьным типом. Например: [pump-1]; [foo]; [+++]; [123-890]. Скобки не являются частью имени, а только указывают тип значения.

Адрес экземпляра может быть получен путем связывания значения, возвращаемого функцией instance-address, или связывания переменной с экземпляром, сопоставляемым с объектным образцом в левой части правила Невозможно специфицировать адрес экземпляра вводом значения. Отображаемое представление адреса экземпляра в CLIPS:

<Instance-XXX>,

где ХХХ – имя экземпляра.

На экземпляры определяемых пользователем классов можно ссылаться либо по имени либо по адресу. Адреса экземпляров должны использоваться, когда критично время решения.

В CLIPS место, занимаемое одним значением базового типа данных, называется полем (field). Все значения базовых типов являются одноместными (single-field value). Последовательность из нуля или более одноместных значений рассматривается как многоместное значение (multifield value). Они отображаются в скобках, причем одноместные значения разделяются пробелами. Примеры многоместных значений: (a 123); (); (x 3.0 "red" 567).

Одной из основных форм представления информации в CLIPS-системах являются факты. Они используются правилами для вывода новых фактов из имеющихся. Все текущие факты в CLIPS помещаются в список фактов (fact-list). По формату представления в CLIPS выделяют два типа фактов: упорядоченные и неупорядоченные.

Упорядоченный факт состоит из заключенной в скобки последовательности одного или более разделенных пробелами полей, причем первое поле должно быть символьного типа, а остальные могут быть любыми базовыми типами данных. Первое поле специфицирует отношение, которое применяется к остальным полям факта. Примеры упорядоченных фактов: (высота 100); (студент Сидоров); (отец Иван Петр); (однокурсники Иванов Петров Сидоров).

Для работы с фактами используются следующие команды: assert – добавляет факт в факт-список; retract – удаляет факт из списка; modify – модифицирует список; duplicate – дублирует факт. Например, команда

(assert (length 150) (width 15) (weightbig”))

добавляет в список фактов три факта, каждый из которых состоит из двух полей.

Эти команды могут исполняться как в режиме командной строки, так и включаться в CLIPS-программы. Команды retract, modify и duplicate требуют, чтобы факты были идентифицированы с помощью индекса факта (fact-index) либо адреса факта (fact-address).

Индекс факта представляет собой уникальный целочисленный индекс, приписываемый факту всякий раз, когда факт добавляется (или модифицируется). Индексация фактов начинается с нуля и инкрементируется при каждом новом или измененном факте.

Идентификатор факта (fact-identifier) представляет собой краткую нотацию для отображения факта. Он состоит из символа “f”, за которым через тире следует индекс факта. Например, f-10 ссылается на факт с индексом 10.

Для задания исходного множества фактов используется конструкция deffacts, имеющая следующий синтаксис:

(deffacts <имя_группы_фактов> ["<комментарий>"] <факт>*),

где <имя_группы_фактов> – идентификатор символьного типа;

<комментарий> – необязательное поле комментария;

<факт>* – произвольная последовательность фактов, записанных через разделитель.

Пример использования конструкции deffacts:

(deffacts stud "Студент"

(student name John)

(student specCOMPUTER”)).

Факты, определенные конструкцией deffacts, добавляются в список фактов всякий раз при выполнении команды reset.

Неупорядоченные факты представляют собой список взаимосвязанных именованных полей, называемых слотами. Наличие имен полей позволяет выполнять доступ к полям по именам, в отличие от упорядоченных фактов, где поля специфицируются своим местоположением в факте. Существует два типа слотов: одиночные и мультислоты. Одиночный слот (или просто слот) содержит единственное поле, тогда как мультислот может содержать любое число полей.

Для спецификации состава неупорядоченных фактов (т.е. содержащихся в них слотов) используются шаблоны, которые задаются конструкцией deftemplate. Синтаксис конструкции deftemplate определен ниже:

(deftemplate <имя шаблона> [“<комментарий>”]

<определение слота-1>

.       .       .

<определение слота-N>)

Пример шаблона, содержащего три одиночных слота, представлен ниже:

(deftemplate object “Шаблон объекта”

(slot name)

(slot location)

(slot weight))

Пример конкретного неупорядоченного факта на основе данного шаблона представлен ниже:

(object (name car) (location 100) (weight 600)).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

39116. ИССЛЕДОВАНИЕ КОРОННОГО РАЗРЯДА. Отрицательный коронный разряд 85 KB
  Кроме того критические потенциалы коронного разряда и искрового пробоя Uп неодинаковы. Возникновение коронного разряда объясняется появлением вблизи коронирующего электрода резкой неоднородности электрического поля значительно превосходящей напряженность электрического поля на других участках воздушного промежутка между электродами. Для возникновения коронного разряда напряженность поля у электрода должна превосходить электрическую прочность воздуха.
39117. ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ И ТЕОРИИ, ОКАЗАВШИЕ ЗНАЧИТЕЛЬНОЕ ВЛИЯНИЕ НА РАЗВИТИЕ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ПСИХОЛОГИИ 102.5 KB
  Основным фактором детерминирующим развитие и функционирование живых организмов а также отдельных физиологических систем в составе организма выступает не прошлое событие а подготовка к еще не наступившим событиям которая обеспечивается прогнозированием результатов предстоящих действий на основе опережающего отражения и механизмами целеполагания. Любой поведенческий акт живого организма обеспечивается рядом системных механизмов и процессов которые организуются в функциональную систему: механизм афферентного синтеза...
39118. АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ОБЩЕПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ ТЕОРИИ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ОБЪЯСНЕНИЮ ПСИХИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ 63.5 KB
  Строгий естественнонаучный подход к анализу и объяснению психических явлений в психологии поведения. В качестве одного из основателей объективной психологии поведения называют российского физиолога И. Вместе с тем это направление имеет множество научных достижений которые составляют золотой фонд мировой психологии: исследована эффективность различных типов подкрепления поощрения и наказания в процессах научения разработано множество тонких методов позволяющих регистрировать различные формы поведения животных установлено...
39119. КУЛЬТУРНО-ИСТОРИЧЕСКИЙ И СИСТЕМНО-ДЕЯТЕЛЬНОСТНЫЙ ПОДХОДЫ К АНАЛИЗУ И ОБЪЯСНЕНИЮ ПСИХИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ 172 KB
  Культурное развитие человека представляет собой формирование и развитие в совместной деятельности и общении высших психических функций ВПФ. Источник развития человеческой психики находится во внешней идеальной форме в фиксированных в человеческой культуре средствах и способах деятельности и общения которыми необходимо овладеть. Формирование ВПФ выделяет человека из животного мира и заключается в присвоении культурноисторического опыта человечества что обеспечивает изменение структуры деятельности и психики человека. При этом...
39120. ТЕОРИИ ЭМОЦИОНАЛЬНЫХ ЯВЛЕНИЙ. ТЕОРИИ МОТИВАЦИОННОЙ И ВОЛЕВОЙ РЕГУЛЯЦИИ 155 KB
  Состояние когнитивного диссонанса возникает тогда: когда человек воспринимает самого себя в качестве причины возникшей когнитивной несогласованности; когда действия субъекта основаны на свободном выборе и разрушают Яконцепцию; когда люди чувствуют личную ответственность за свои неверные действия и поступки; когда такие действия и поступки имеют серьезные последствия. Когда свои действия или поступки которые вызывают когнитивный диссонанс человек не может оправдать и объяснить внешними факторами уменьшение диссонанса...
39121. СТРУКТУРНЫЕ, ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ И ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТЕОРИИ МЫШЛЕНИЯ (ИНТЕЛЛЕКТА) ЧЕЛОВЕКА 163.5 KB
  Такие возможности реализуются на основе эмпирического опыта и воздействий социального окружения; эмпирическим опытом который включает: формирование двигательных навыков путем упражнения извлечение информации из опыта взаимодействия с физическим миром логикоматематический опыт организации и координации познавательных действий; воздействием социального окружения. Взаимодействие субъекта и объекта это источник любого знания который складывается из двух типов опыта: координации действий и операций которые строятся...
39122. СТРУКТУРНЫЕ, ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ И ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТЕОРИИ ПАМЯТИ ЧЕЛОВЕКА 104.5 KB
  СТРУКТУРНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ И ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТЕОРИИ ПАМЯТИ ЧЕЛОВЕКА План 1. Теории и модели памяти в когнитивной психологии 1. Модели организации процессов памяти в когнитивной психологии Кратковременная память Ограниченность объема: в среднем 57 единиц информации. На самых глубоких уровнях: а происходит когнитивная семантическая обработка путем установления различных связей с информацией в долговременной памяти; б устанавливается смысл и содержание информации осуществляется ее субъективная оценка.
39123. Структурные, функциональные и генетические теории внимания человека 63.5 KB
  Теории и модели внимания в когнитивной психологии Д. Модель внимания на основе избирательного ослабления сигналов Существует перцептивный фильтр расположенный между входными сенсорными сигналами и вербальным семантическим анализом сообщения. Стадия предвнимания: происходит быстрое извлечение и обработка информации полученной рецепторами позволяющие выделить простые и наиболее заметные признаки объектов; обработка информации производится автоматически быстро параллельно; обработка информации происходит без сознательных усилий и...
39124. ТЕОРИИ СОЗНАНИЯ ЧЕЛОВЕКА 86.5 KB
  ТЕОРИИ СОЗНАНИЯ ЧЕЛОВЕКА План Структурное и функциональное определение и объяснение сознания сохраняет свою актуальность в психологии до настоящего времени. Попытки объяснить сознание человека в истории психологии были связаны: с анализом организации процессов внимания с анализом осознаваемых и неосознаваемых мотивов человека с описанием сознания как сцены на которой представлен феноменологический опыт субъекта ассоциативная психология гештальтпсихология с трактовкой сознания как активного начала организующего в единство...